(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の誘電体と、前記シート状の誘電体中に設けられた第１の導線群と第２の導線群と、前記シート状の誘電体に積層され、第１の導線群を被い、第２の導線群を被わないシート状のシールド材とを備えたフレキシブルケーブル。
【請求項２】
前記第２の導線群は、差動信号線を含むことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルケーブル。
【請求項３】
前記第１の導線群は、差動クロック信号線を含み、前記第２の導線群は、差動データ信号線を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフレキシブルケーブル。
【請求項４】
差動信号を送信する送信部と、差動信号を受信する受信部と、前記送信部と前記受信部を接続するフレキシブルケーブルを備え、
前記フレキシブルケーブルは、シート状の誘電体と、前記シート状の誘電体中に設けられた第１の導線群と第２の導線群と、前記シート状の誘電体に積層され、第１の導線群を被い、第２の導線群を被わないシート状のシールド材を備えていることを特徴とする伝送システム。
【請求項５】
前記第２の導線群は、差動信号線を含むことを特徴とする請求項４に記載の伝送システム。
【請求項６】
前記第１の導線群は、差動クロック信号線を含み、前記第２の導線群は、差動データ信号線を含むことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の伝送システム。
【請求項７】
前記送信部もしくは前記受信部は、前記差動データ信号を抵抗を接続して遅延させることにより、前記差動データ信号と前記差動クロック信号とのタイミングを調整するタイミング調整手段を有することを特徴とする請求項６に記載の伝送システム。
【請求項８】
前記送信部は、前記差動データ信号をビットシフトすることにより、前記差動データ信号と前記差動クロック信号とのタイミングを調整するタイミング調整手段を有することを特徴とする請求項６に記載の伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送特性と電磁ノイズ特性を考慮したフレキシブルケーブル、および、伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１４は、従来のフレキシブルケーブルの断面図である。本明細書において、フレキシブルケーブルとは、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）とＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｆｌａｔ  Ｃａｂｌｅ）の双方を含む意味で用いている。【０００３】
図１４に示されるフレキシブルケーブル３６は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）である。フレキシブルケーブル３６は、柔軟性のシート状のベース材（誘電体）１と、そのベース材１とカバー材（誘電体）３を接着させる接着剤（誘電体）２と、カバー材３の上を被い接着もしくは印刷されている電磁ノイズの輻射を抑制するためのシールド材４と、シールド材４を保護するためにシールド材を被うトップコート材５とを備え、接着剤２（誘電体）内には、差動信号を通す差動信号線６と、低速信号を通す低速信号線８と、グランドとなるグランド線９と、シールド材４をグランドと同電位にするためのシールドグランド線１０が設けられている。【０００４】
ここで、シールド材４は、電磁ノイズの輻射を効果的に抑制するために、フレキシブルケーブル３６の全体にわたって設けられている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特開２００２−１１７７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のフレキシブルケーブルにおいて、シールド材で被われた信号線は、高周波帯域で、伝送特性が著しく悪化するという問題がある。【０００７】
また、プリント基板等においても、シールドケースなどのシールド材で、電磁ノイズ源を含む全体を覆い、電磁ノイズの輻射を抑制することがあるが、シールド材と信号線との距離が離れているため、信号線の伝送特性が大きく悪化することはなかった。しかし、フレキシブルケーブルは、薄いシート状であるため、シールド材と信号線の距離が近く、シールド材で被われた信号線の高周波帯域での伝送特性の悪化が顕著となっていた。【０００８】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、高周波帯域での伝送特性を確保したい信号を通す信号線はシールド材に被われず、電磁ノイズ源となるクロック信号などの信号を通す信号線がシールド材に被われることで、高周波帯域での伝送特性の確保および輻射される電磁ノイズの抑制の両立が可能なフレキシブルケーブルを提供することを目的とする。【０００９】
また、上記フレキシブルケーブルにおいて、シールド材で被われた信号線と、シールド材に被われない信号線とでは、各信号の伝播速度に差が生じ、各信号が受信部としてのＩＣに到達するタイミングにずれが発生するため、受信部としてのＩＣで正確に信号を受けられなくなってしまうおそれがある。本発明は、この受信部としてのＩＣが正確に信号を受けるために、受信部としてのＩＣに到達する信号のタイミングを調整する手段を有する伝送システムを提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のフレキシブルケーブルは、シート状の誘電体と、前記シート状の誘電体中に設けられた第１の導線群と第２の導線群と、前記シート状の誘電体に積層され、第１の導線群を被い、第２の導線群を被わないシート状のシールド材を備えている。【００１１】
また、本発明の伝送システムは、差動信号を送信する送信部と、差動信号を受信する受信部と、前記送信部と前記受信部を接続するフレキシブルケーブルを備え、前記フレキシブルケーブルは、シート状の誘電体と、前記シート状の誘電体中に設けられた第１の導線群と第２の導線群と、前記シート状の誘電体に積層され、第１の導線群を被い、第２の導線群を被わないシート状のシールド材を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるフレキシブルケーブル及び伝送システムは、高周波帯域での伝送特性を確保したい信号を通す信号線はシールド材に被われず、電磁ノイズ源となる信号を通す信号線にはシールド材に被われることにより、高周波帯域での伝送特性を確保し、かつ電磁ノイズの輻射を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるフレキシブルケーブルの断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるフレキシブルケーブルの上面図
【図３】シールド材と伝送特性の関係図
【図４】本発明の第２の実施の形態におけるフレキシブルケーブルの断面図
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるフレキシブルケーブルの上面図
【図６】ＬＶＤＳにおけるクロックとデータのタイミング図
【図７】本発明の第２の実施の形態における伝送システムの構成図
【図８】本発明の第２の実施の形態のフレキシブルケーブルによる信号遅延の波形図
【図９】インピーダンスネットワークの構成図
【図１０】送信部のＩＣのＬＶＤＳ出力部の概略図
【図１１】ビットシフトのタイミング図
【図１２】ＰＬＬの構成図
【図１３】ＶＣＯの構成図
【図１４】従来のフレキシブルケーブルの断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態のフレキシブルケーブルについて、図面を用いて説明する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態のフレキシブルケーブルの断面図を図１に、上面図を図２に概略的に示し、説明する。
【００１６】
図１において、フレキシブルケーブル１１は、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）であり、柔軟性の材料からなるシート状のベース材（誘電体）１と、そのベース材１とカバー材（誘電体）３を接着する接着剤（誘電体）２と、カバー材３の上を被い接着もしくは印刷されている電磁ノイズを抑制するためのシールド材４と、シールド材４を保護するためにシールド材を被うトップコート材５とを備えている。
【００１７】
また、フレキシブルケーブル１１は、接着剤２の内部に、差動信号を通す差動信号線６と他の差動信号からの干渉を防ぐためのガードグランド線９ａとを含む差動信号線群７と、低速信号を通す低速信号線８と、グランドとなるグランド線９と、シールド材４をグランドと同電位にするためのシールドグランド線１０とを有する。
【００１８】
シールドグランド線１０は、シールド材４とシールドグランド線１０とを同電位にするためのもので、シールド材４とシールドグランド線１０とが、導電性接着剤、導電性スルーホール、はんだなどにより互いに接続されている。
【００１９】
以上のように構成されたフレキシブルケーブル１１について、図３を用いてその特徴を説明する。
【００２０】
まず、本実施の形態では、差動信号線６がシールド材４で被われていない。これは、シールド材４の有無によりフレキシブルケーブル１１の配線の伝送特性が大きく変わるためである。
【００２１】
図３に概略的に、シールド材なしの配線の伝送特性１２と、シールド材ありの配線の伝送特性１３とを示す。
【００２２】
シールド材ありの配線の伝送特性１３は、シールド材なしの配線の伝送特性１２に比べ高周波の帯域において、著しく伝送特性が悪化する。
【００２３】
これは、フレキシブルケーブルに用いられるシールド材が信号線と近い距離にあり、またシールド材のグランドとしての効果が弱いためである。
【００２４】
フレキシブルケーブルを用いた従来の伝送システムにおいて、伝送する信号の周波数帯域は、例えばＳｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ映像データ（ＳＤ＿データ）のような比較的低い周波数帯域であったため、伝送特性が悪化しても問題なく動作していた。
【００２５】
しかし、本実施の形態においては、伝送する信号の周波数帯域は、例えばＨｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ映像データ（ＨＤ＿データ）のような、より高い周波数帯域であるため、伝送特性が悪化することにより、伝送する信号の形状がくずれ伝送システムが正確に動作しなくなってしまう。
【００２６】
このため、本実施の形態のフレキシブルケーブルは、差動信号線群７がシールド材４に被われていない構成としている。これにより、差動信号線群７は、前記信号線に通す信号の高周波帯域においても良好な伝送特性を確保することが可能となる。
【００２７】
さらに、差動信号線群７に含まれない他の信号線である、低速信号線８、電源線やグランド線９がシールド材４で被われる構成としている。これは、低速信号線８に通す、Ｉ２Ｃなどの低速通信に用いる信号、制御用の信号やＩＣに供給する電源においても電磁ノイズ源となるためであり、このように構成することにより、電磁ノイズの輻射を抑制することが可能となる。
【００２８】
以上のように本発明の第１の実施の形態のフレキシブルケーブル１１によれば、差動信号線群７はシールド材４で被われず、低速信号線８などのその他の信号線はシールド材４に被われる構成とすることで、高周波帯域における良好な伝送特性の確保と、輻射される電磁ノイズの抑制とを両立することが可能となる。
【００２９】
なお、フレキシブルケーブル１１に通す配線において、図示した本数以外にも差動信号線やガードグランド線がシールド材４で被われていない領域に、低速信号線、電源線やグランド線などがシールド材４で被われている領域にそれぞれ設けられるが、以上の説明ではその図示は省略しており、本発明の特徴とする配線の配置に関するもののみ示してある。なお、差動信号線群７にはガードグランド線９ａが含まれていなくても良い。
【００３０】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態のフレキシブルケーブル１４の断面図を図４に、上面図を図５に概略的に示し、説明する。
【００３１】
図４において、フレキシブルケーブル１４は、シールド材４およびトップコート材５に被われる信号線の種類が、第１の実施形態におけるフレキシブルケーブルとは異なっている。
【００３２】
第１の実施形態では、差動信号線群７の全部がシールド材４とトップコート材５に被われていなかったのに対して、本実施の形態では、差動信号線群７を、データ信号を通す差動データ信号線６ａとクロック信号を通す差動クロック信号線６ｂとして、データ信号を通す差動データ信号線６ａ及びガードグランド線９ａを含む差動データ信号線群７ａ以外が、シールド材４及びトップコート材５で被われた構成になっている。
【００３３】
以上のように構成されたフレキシブルケーブル１４について、図６を用いてその特徴を説明する。
【００３４】
本実施形態のフレキシブルケーブル１４において、伝送方式はＬＶＤＳ（Ｌｏｗ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）であるとして説明を行う。
【００３５】
データ信号を通す差動データ信号線６ａとクロック信号を通す差動クロック信号線６ｂとは、同波形で互いに位相が１８０°ずれた信号を通すため、２本の信号線が隣り合って配置されている。
【００３６】
またＬＶＤＳは、図６に示すように、クロック信号１５の１周期で、例えば７つのデータ信号１６を伝送するため、例としてクロック信号が７５ＭＨｚに設定された場合、データ信号は最大５２５Ｍｂｐｓ（最大２６２．５ＭＨｚ）となることより、データ信号はクロック信号に対して高速信号となる。
【００３７】
また、Ｈｉｇｈ・Ｌｏｗを周期的に繰り返す信号は電磁ノイズ源となるため、クロック信号は電磁ノイズ源の信号となる。
【００３８】
よって、データ信号を通す差動データ信号線６ａがシールド材４で被われない構成にすることで、高周波帯域にて良好な伝送特性を確保することができ、クロック信号を通す差動クロック信号線６ｂがシールド材４で被われる構成にすることで、より効果的に電磁ノイズの輻射を抑制することが可能となる。
【００３９】
以上のように本発明の第２の実施の形態のフレキシブルケーブル１４によれば、クロック信号を通す差動クロック信号線６ｂは、シールド材４に被われ、データ信号を通す差動データ信号線６ａは、シールド材４に被われない構成にすることにより、より効果的に輻射される電磁ノイズの抑制と、高周波帯域での良好な伝送特性の確保を両立することができる。
【００４０】
なお、本実施の形態のフレキシブルケーブル１４に通す配線において、図示した本数以外にも差動データ信号線やガードグランド線がシールド材４で被われていない領域に、差動クロック信号線、低速信号線、電源線やグランド線などがシールド材４で被われている領域にそれぞれ設けられるが、以上の説明ではその図示は省略しており、本発明の特徴とする配線の配置に関するもののみ示してある。なお、差動信号線群７にはガードグランド線９ａが含まれていなくても良い。
【００４１】
なお、本実施の形態のフレキシブルケーブル１４において、伝送方式をＬＶＤＳとして伝送する構成にした例について説明したが、その他ｍｉｎｉＬＶＤＳ、ＢｕｓＬＶＤＳ、ＲＳＤＳ、ＴＭＤＳなどの差動伝送方式で伝送する構成についても同様に実施可能である。
【００４２】
次に、タイミング調整手段を有する伝送システムに関して、図７を用いて説明する。
【００４３】
図７において、伝送システム２４は、送信部であるＩＣ１８と調整手段であるインピーダンスネットワーク２０と差動信号配線２２ａとコネクタ１７ａからなる送信側プリント基板２３ａと、コネクタ１７ｂと差動信号配線２２ｂとインピーダンスネットワーク２０と終端抵抗２１と受信部であるＩＣ１９からなる受信側プリント基板２３ｂとを有し、送信側プリント基板２３ａと受信側プリント基板２３ｂとがフレキシブルケーブル１４で結合された構成である。
【００４４】
本実施の形態のフレキシブルケーブル１４を使用すると、シールド材４で被われたクロック信号を通す差動クロック信号線６ｂと、シールド材４で被われていないデータ信号を通す差動データ信号線６ａとの信号の伝播速度に差が生じるため、フレキシブルケーブル１４を通る前と後で、クロック信号１５とデータ信号１６のタイミングの関係が図８に示すように変化する。
【００４５】
これは、シールド材４で被われた信号線を通るクロック信号１５が、シールド材４で被われていない信号線を通るデータ信号１６に比べ、インピーダンスが増加し伝播速度が遅くなることより、遅延量が増加するためである。このタイミングの関係を調整する３つの手段を以下に説明する。
【００４６】
第１の手段は、差動信号配線２２に対し、インピーダンスネットワーク２０が接続された構成にして、受信部であるＩＣ１９に到達する信号のタイミング調整をする手段である。
【００４７】
図９に示すように、この手段は、送信部であるＩＣ１８の直後もしくは、受信部であるＩＣ１９の直前で、差動信号配線２２に対してインピーダンス素子２７が直列もしくは並列に接続され、各配線のインピーダンスが変わり、伝播速度が調整されることにより、各信号のタイミングが調整される手段である。
【００４８】
本実施の形態では、クロック信号１５の遅延量がデータ信号１６の遅延量に比べ増加するため、データ信号１６を通す差動データ信号線６ａにインピーダンス素子２７（本実施の形態では抵抗とする）が直列に接続されることで、データ信号１６のタイミングをクロック信号１５とデータ信号１６との遅延量の差分だけおくらせるように調整する。
【００４９】
なお、本実施の形態ではインピーダンスネットワークを抵抗として説明したが、その他のインピーダンス成分を含む素子でも良い。
【００５０】
第２の手段は、送信部であるＩＣ１８で各信号を出力するタイミングを調整する手段である。
【００５１】
送信部であるＩＣ１８のＬＶＤＳ出力部の概略図を図１０に示す。データ信号１６は、パラレル−シリアル変換器２８でパラレル信号からシリアル信号へ変換されて出力され、クロック信号１５は、ＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋ  Ｌｏｏｐ）３０、分周器２９を介して出力される。
【００５２】
パラレル−シリアル変換器２８で変換される際に、データ信号１６をクロック信号１５とデータ信号１６との遅延量の差分だけビットシフトすることで、図１１に示すビットシフト前のデータ信号３１とビットシフト後のデータ信号３２のように、あらかじめ信号のタイミングをずらして出力することが可能となる。
【００５３】
次にＰＬＬについて説明する。図１２に示すように、ＰＬＬ３０は、基準となる発振器３３と、２つの分周器２９と、位相比較器３４とＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）３５から構成される。
【００５４】
ＶＣＯ３５の構成は図１３に示すように、いくつかのインバータにより構成される。インバータを通る信号は、入力部と出力部との間で若干の遅延が生じる。
【００５５】
この遅延を利用し、遅延量を選択してクロック信号を出力することで、あらかじめクロック信号のタイミングを遅らせて出力することが可能となる。
【００５６】
本実施の形態では、クロック信号１５の遅延量がデータ信号１６の遅延量に比べ増加するため、増加した遅延量の分だけビットシフトすることによりデータ信号が送信部であるＩＣ１８から出力されるタイミングを調整し、さらにＶＣＯ３５を用いてクロック信号が送信部であるＩＣ１８から出力されるタイミングを調整することで、クロック信号１５とデータ信号１６とが送信部であるＩＣ１８から出力されるタイミングを調整する。
【００５７】
なお、本実施の形態ではビットシフトとＶＣＯ３５とを組み合わせることでタイミングを調整する手段について説明したが、ビットシフトもしくはＶＣＯ３５のみでタイミングを調整しても良い。
【００５８】
なお、いくつかのインバータを組み合わせたＶＣＯ３５は、その他のバッファでも良い。
【００５９】
第３の手段は、送信部であるＩＣ１８と受信部であるＩＣ１９とを結ぶ信号線の長さにより、受信部であるＩＣ１９に到達する信号のタイミングを調整する手段である。
【００６０】
遅延量が多い信号線の長さを短くするか、遅延量の少ない信号線の長さを長くするか、その両方を行うことでタイミングを調整することが可能となる。
【００６１】
すなわち、遅延量が多い信号線の長さを短くすることで、あるいは、遅延量の少ない信号線の長さを長くすることで、または、遅延量が多い信号線の長さを短く、かつ、遅延量の少ない信号線の長さを長くすることにより、受信部であるＩＣ１９への各信号の到達時間を調整することができる。これにより、各信号のタイミングが調整される。
【００６２】
上記タイミングを調整する３つの内の１つまたは複数の手段を有する伝送システム２４により、受信部のＩＣ１９が正確に各信号を受けることが可能になる。
【００６３】
なお、以上の説明では、フレキシブルケーブル１４によるタイミングのずれの調整例について説明したが、その他の送信部としてのＩＣや受信部としてのＩＣ、基板上の配線やコネクタなどによるタイミングのずれについても同様に実施可能である。
【００６４】
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
【００６５】
本出願は、２００９年３月３０日出願の日本特許出願（特願２００９−０８０９６４）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上のように、本発明にかかるフレキシブルケーブルは、高周波帯域での良好な伝送特性の確保と輻射される電磁ノイズの抑制との両立が可能であり、伝送特性、および、電磁ノイズ特性を考慮したフレキシブルケーブルによる伝送、および、伝送システムとして有用である。
【符号の説明】
【００６７】
１  ベース材（誘電体）
２  接着剤（誘電体）
３  カバー材（誘電体）
４  シールド材
５  トップコート材
６  差動信号線
６ａ  差動データ信号線
６ｂ  差動クロック信号線
７  差動信号線群
７ａ  差動データ信号線群
８  低速信号線
９  グランド線
９ａ  ガードグランド線
１０  シールドグランド線
１１  フレキシブルケーブル
１２  シールド材なしの配線の伝送特性
１３  シールド材ありの配線の伝送特性
１４  フレキシブルケーブル
１５  クロック信号
１６  データ信号
１７ａ、１７ｂ  コネクタ
１８  送信部であるＩＣ
１９  受信部であるＩＣ
２０  インピーダンスネットワーク
２１  終端抵抗
２２、２２ａ、２２ｂ  差動信号配線
２３ａ  送信側プリント基板
２３ｂ  受信側プリント基板
２４  伝送システム
２５  フレキシブルケーブルを通す前のタイミング
２６  フレキシブルケーブルを通した後のタイミング
２７  インピーダンス素子
２８  パラレル−シリアル変換器
２９  分周器
３０  ＰＬＬ
３１  ビットシフト前  データ信号
３２  ビットシフト後  データ信号
３３  発振器
３４  位相比較器
３５  ＶＣＯ
３６  フレキシブルケーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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